淺談預(yù)應(yīng)力混凝土在建筑施工中的應(yīng)用

【摘 要】預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)優(yōu)勢突出，在建筑施工中應(yīng)用廣泛，不僅僅可以提高建筑結(jié)構(gòu)件的基本性能，也為成本節(jié)約和抗震性能提高做出了重要貢獻(xiàn)，本文在分析其優(yōu)勢的同時也對其施工的工藝要點進(jìn)行分析，說明其在建筑施工中的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土；工藝優(yōu)勢；材料選擇；施工要點

一、預(yù)應(yīng)力混凝土概述

預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計的基本思路就是利用高強度的鋼筋和混凝土材料結(jié)合，并利用預(yù)先施加的外力使得混凝土構(gòu)件在應(yīng)用前事先獲得載荷，使其受到的拉應(yīng)力減至最小，從而降低其開裂的可能性。這樣的混凝土構(gòu)件可以獲得相對高的抗裂性和剛度。預(yù)應(yīng)力混凝土的在施工中有完全預(yù)應(yīng)力、部分預(yù)應(yīng)力、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力等種類，而按照施工的方式可以分為預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆注預(yù)應(yīng)力混凝土等，而張拉施工也分為先張法與后張法。在工程中這些預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件按照不同的施工需要而進(jìn)行選擇與組合，從而達(dá)到最佳的使用效果。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土在工程中的優(yōu)勢

在工程中預(yù)應(yīng)力混凝土體現(xiàn)出的優(yōu)勢較大，其中包括：構(gòu)件的剛度高抗開裂因為在施工中對構(gòu)件施加了預(yù)應(yīng)力，所以材料已經(jīng)在承載前受到了外部應(yīng)力的作用，達(dá)到一個相對平衡的狀態(tài)，所以工程中預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的剛度較好；剛強度材料的組合可以大幅的降低構(gòu)件的截面面積，從而從某方面看節(jié)約了材料提供了建筑工程的經(jīng)濟性；提高了抗剪切的性能，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)增加了剪壓力區(qū)域的面積從而提高了結(jié)構(gòu)件的抗剪承載的性能；具有較好的裂縫閉合性能，預(yù)應(yīng)力在應(yīng)用中處在彈性工作范圍，其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)全部卸載后其可以凸顯出良好的閉合性能，提高了其截面的剛性，減少了結(jié)構(gòu)整體的形變范圍；增加了構(gòu)件的抗疲勞強度，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力的作用下，有效的降低了鋼筋中應(yīng)力循環(huán)的幅值，增加了鋼筋的壽命，從而在工程中提高了結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用壽命；整體提高了結(jié)構(gòu)中高強度材料的工作性能，在普通鋼筋混凝土工程中，其裂縫的寬度和撓度是影響工程應(yīng)用的條件，而高強度材料性能不能完全發(fā)揮，而在預(yù)應(yīng)力材料中高強度材料已經(jīng)達(dá)到了屈服的極限，所以可以充分發(fā)揮高強度材料的性能。最后預(yù)應(yīng)力混凝土可以提高建筑自身的抗震性能，研究顯示，預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)霈F(xiàn)塑性鉸結(jié)構(gòu)，從而提高了建筑的延性與消耗能量的能力，從而削弱了地震對建筑的影響。

三、建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土的材料選擇

1、預(yù)應(yīng)力鋼筋的選擇

預(yù)應(yīng)力鋼筋是預(yù)應(yīng)力混凝土的承載核心，對于其要求是強度高且塑性好，同時具備較強的粘附能力可以與混凝土牢固結(jié)合。在建筑工程中應(yīng)用的表現(xiàn)是鋼筋材料越高則損失率越低，經(jīng)濟性能也就越好。所以在實際的應(yīng)用中盡量選擇高強度的鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋是一種普遍的共識。同時預(yù)應(yīng)力還應(yīng)具備較好的塑性，因為在預(yù)應(yīng)力施工中拉伸是預(yù)應(yīng)力混凝土的必要工藝，所以塑性是鋼筋必須體現(xiàn)的性能，因此在選材時必須將其考慮到基本性能范圍內(nèi)。最后鋼筋與混凝土的結(jié)合能力，這也是預(yù)應(yīng)力應(yīng)用中必須突出的性能。

2、混凝土的選擇

混凝土是預(yù)應(yīng)力構(gòu)建的主體材料，其要求是必須選擇高強度的輕質(zhì)化的混凝土材料同時也必須有耐用性。通常的預(yù)應(yīng)力混凝土都在C30級別以上。在我國預(yù)應(yīng)力建筑中如果遇到特殊要求也會采用更高的混凝土材料，如C50、C60等等，最后搞的等級可以至C80。而這樣的趨勢也隨著建筑形式的復(fù)雜而呈現(xiàn)出上升趨勢。最后，還應(yīng)對質(zhì)量進(jìn)行控制嚴(yán)謹(jǐn)有氯鹽摻入，以此保證建筑質(zhì)量。

四、預(yù)應(yīng)力混凝土在建筑施工中的應(yīng)用工藝

1、先張法的施工

在施工中采用先張法主要的工藝流程是：張拉鋼筋與固定預(yù)應(yīng)力筋-澆筑-養(yǎng)護(hù)-張放預(yù)應(yīng)力筋、其工藝核心就是在澆筑前進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。施工的要點是：預(yù)應(yīng)力的鋪設(shè)，在施工中為了方便脫模，在預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)的時候，應(yīng)對模板進(jìn)行處理，如利用隔離劑進(jìn)行涂刷，在鋪設(shè)的過程中如果遇到需要接長的部位應(yīng)利用拼接裝置進(jìn)行綁扎以此保證強度，冷拔低碳鋼絲的綁扎長度應(yīng)在直徑的40倍以上，而高強度的刻痕銅線則應(yīng)達(dá)到鋼絲直徑的80倍以上才能保證強度滿張拉的需求。

在張拉的過程中必須控制張拉的應(yīng)力，及張拉的過程中需要實時監(jiān)控張拉的各種參數(shù)，在張拉的過程中應(yīng)保證張拉力與張拉效果成正比，應(yīng)力蘇浙控制應(yīng)力的數(shù)值的增加而加大。再就是張拉力應(yīng)按照張拉設(shè)計的應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力筋的截面積、張拉過程中規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行計算獲得；通過張拉應(yīng)力控制張拉的工藝效果時，應(yīng)保證期預(yù)應(yīng)力的值準(zhǔn)確，在張拉時利用張拉的伸長值來測定其張拉的效果。如果伸長比例值與設(shè)計值大超過10%就需要停止張拉并進(jìn)行參數(shù)檢查，以此保證張拉的質(zhì)量。

張拉完成并澆筑后，應(yīng)對混凝土進(jìn)行嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)，預(yù)應(yīng)力筋在完成張拉后就應(yīng)綁扎骨架，安裝模板、澆筑。安裝設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土的比例拌合混凝土，尤其需要控制其徐變和收縮，以此降低預(yù)應(yīng)力的損失。張拉完成后應(yīng)保證澆筑一次性到位，避免多段施工而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力效果受到影響。

2、后張法施工

后張法的施工工藝優(yōu)勢較為明顯，其直接在構(gòu)件內(nèi)鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，然后利用千斤頂完成張拉，特殊需要下大型的構(gòu)件可以分體澆筑然后利用預(yù)應(yīng)力筋相連，施工靈活可適應(yīng)較大的構(gòu)件或者特殊建筑。其工藝的流程就是澆筑構(gòu)件預(yù)留孔道-穿預(yù)應(yīng)力筋錨固張拉-灌漿。其要點如下：

預(yù)留孔道的施工，孔道的預(yù)留是在后張法施工中必須在結(jié)構(gòu)件上預(yù)留孔道，而孔道會按照不同的設(shè)計要求預(yù)留為直線、曲線、折線等等。結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土的受力特征，按照張拉施工中的錨固與特征進(jìn)行設(shè)計，選擇孔道的直徑和位置等等。預(yù)應(yīng)力孔道的間距應(yīng)保證大于50mm，孔道與結(jié)構(gòu)件的邊緣應(yīng)控制在40mm距離。需要起拱的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)在預(yù)留孔道時保持與結(jié)構(gòu)的起拱要求一致。為了保持孔道的形狀和尺寸位置等滿足設(shè)計要求，并保證孔道的平順、接頭緊密、端部與預(yù)埋鋼板垂直，通常利用鋼管抽芯的方式或者橡膠管抽芯法、預(yù)埋波紋管等方式來設(shè)置孔道。

預(yù)應(yīng)力張拉，在施工中張拉是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件質(zhì)量控制的關(guān)鍵。施工中安裝張拉設(shè)備的時候應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋與孔道的中心線重合，且與作用力的方向一致，曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉的時候應(yīng)使得張拉力作用線與孔道中心線的切線重合。預(yù)應(yīng)力張拉開始前應(yīng)保證預(yù)留的錨固預(yù)應(yīng)力筋長度大于30mm。最后還應(yīng)保證錨具做好防銹蝕的處理。

孔道灌漿施工，在完成張拉后就是對預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行灌漿，主要是保證預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕且增加結(jié)構(gòu)整體的耐久性與整體性能。灌漿后預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)整體將形成一個新的結(jié)構(gòu)體系，提高其抗裂和承載能力。灌漿中應(yīng)先對泥漿的質(zhì)量進(jìn)行控制，然后再灌漿中保持其均勻性；灌漿中應(yīng)按照從下至上的原則，逐層進(jìn)行孔道灌漿。最后在施工中應(yīng)盡量緩慢而均勻的進(jìn)行不能出現(xiàn)中斷而影響灌漿質(zhì)量，如果在建筑施工中遇到較大的孔道可以進(jìn)行二次灌漿，以保證孔道的灌漿質(zhì)量。

結(jié)束語：

預(yù)應(yīng)力混凝土在建筑工程中因為其優(yōu)勢明顯而被廣泛的應(yīng)用，在具體的工程實踐中，預(yù)應(yīng)力混凝土需要控制的是材料質(zhì)量與施工工藝，其中后張法的施工措施是預(yù)應(yīng)力混凝土的主要施工形式，在施工中需要只有控制各個工藝流程的質(zhì)量才能提高預(yù)應(yīng)力混凝土在建筑工程中的應(yīng)用效果。

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